Studium reakcí na površích plasmonických nanočástic pomocí povrchem zesílené Ramanovy spektroskopie

• Název práce v češtině: Studium reakcí na površích plasmonických nanočástic pomocí povrchem zesílené Ramanovy spektroskopie
• Název v anglickém jazyce: Study of reactions on the surfaces of plasmonic nanoparticles by surface-enhanced Raman spectroscopy
• Klíčová slova: SERS, povrchem zesílený Ramanův rozptyl, vibrační spektroskopie, plasmonické nanočástice, Ag, Pd, Au, organická syntéza, couplingové reakce, povrchové reakce
• Klíčová slova anglicky: SERS, surface-enhanced Raman scattering, vibrational spectroscopy, plasmonic nanoparticles, Ag, Pd, Au, organic synthesis, coupling reactions, surface reactions
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Ivana Šloufová, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 01.10.2021
• Datum zadání: 04.10.2021
• Datum potvrzení stud. oddělením: 04.10.2021
• Konzultanti: Ing. Adam Strachota, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Obsahem disertační práce bude příprava a charakterizace nanokompozitních systémů vhodných pro studium chemických reakcí probíhajících na površích plasmonických nanočástic. Systémy budou v rámci širšího projektu navrhovány tak, aby bylo možné jejich následné využití k detekci různých analytů. Pozornost bude věnována zejména:
(1) couplingovým reakcím,
(2) reakcím boronových kyselin s dioly.
- (1) Pro couplingové reakce budou využívány komerční i nově syntetizované vhodně substituované arylové ligandy. Pozornost bude věnována nalezením vhodných podmínek pro navázání ligandů na povrch nanočástic a monitorování couplingových reakcí ve vodných roztocích. Vznikající produkty budou charakterizovány pomocí povrchem-zesílené Ramanovy spektroskopie (SERS), infračervené spektroskopie, nukleární magnetické rezonance a plynové chromatografie.
- (2) Reakce boronových kyselin, např. 4-merkaptofenylboronové kyseliny či dalších vhodně substituovaných arylboronových kyselin, zakotvených na površích plasmonických nanočástic budou studovány s cílem navázání polymerů obsahujících diolové skupiny z vodných roztoků a detekce látek obsahujících diolové skupiny, např. sacharidů. V rámci této části práce budou rovněž případně studovány reakce typu „click chemistry“, v nichž reaguje azidová skupina s alkynemu za vzniku 1,2,3-triazolového kruhu.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The content of the doctoral these is focused on the preparation and characterization of nanocomposite systems suitable for the study of chemical reactions on the surfaces of plasmonic nanoparticles. The systems will be designed as part of a broader project so the results can be used for possible detection of various analytes. Particular attention will be paid to:
(1) coupling reactions,
(2) reactions of boronic acids with diols.
- (1) Commercial and newly synthesized substituted aryl ligands will be used for varuiys coupling reactions. The proces will be aimed to finding suitable conditions for the binding of ligands to the surface of nanoparticles and to monitor coupling reactions in aqueous solutions. The resulting products will be characterized by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance and gas chromatography.
- (2) Reactions of boronic acids, e.g., 4-mercaptophenylboronic acid or other substituted arylboronic acids, adsorbed no the surfaces of plasmonic nanoparticles will be used for binding diol-containing polymers. Moreover, we plan to detect diol-containing molecules, e.g., carbohydrates. In this part of the work, click chemistry reactions in which the azide group reacts with an alkyne to form a 1,2,3-triazole ring will also be studied.